【摘 要】
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随着社会的发展,人类对能源的需求不断增长。光伏/光热（PV/T）热泵系统将PV/T集热器与热泵结合,是一种新型供暖系统。改进PV/T集热器结构可以改善PV/T集热器的工作性能,实现提高光电效率、提高热泵系统工作性能、能量的分级利用的目的。首先,提出了三种不同于传统圆管的新型集热器,并使用Fluent分析三种新型PV/T集热器在不同出入口布置方式下光伏板的温度和管道内的压降,模拟结果显示矩形管道的压
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随着社会的发展,人类对能源的需求不断增长。光伏/光热（PV/T）热泵系统将PV/T集热器与热泵结合,是一种新型供暖系统。改进PV/T集热器结构可以改善PV/T集热器的工作性能,实现提高光电效率、提高热泵系统工作性能、能量的分级利用的目的。首先,提出了三种不同于传统圆管的新型集热器,并使用Fluent分析三种新型PV/T集热器在不同出入口布置方式下光伏板的温度和管道内的压降,模拟结果显示矩形管道的压降最小,且在低流速下对光伏板的冷却效果最好;质量流量为0.03 kg·s-1时,半圆形管道压降较矩形管道增加13.2%,半圆管的冷却效果最好;两种集热器均适用于出入口双向布置。其次,根据间接膨胀式PV/T热泵系统工作原理,基于能量守恒和部分经验公式建立系统各部件的数学模型,然后使用Matlab/Simulink按照所建立数学模型搭建动态仿真模型,并通过位于甘肃白银的薄膜太阳能电池-建筑一体化光伏光热应用系统（CIGS-BIPV/T）进行模型验证。最后,基于白银市综合智慧能源系统,使用已建立的动态仿真模型对系统进行运行特性研究,模拟了夏季制热水、冬季制热水、冬季供暖三个典型工况,模拟结果显示:PV/T热泵系统主要受到太阳辐射强度和蓄热水箱水温影响;夏季运行时,PV/T集热器光电效率较光伏电池提高15.4%,最大单位面积发电量提高21%;冬季制热水工况下要达到设定水温热泵系统需要日间运行三天;三种工况下系统平均COP均在3.9以上。图53幅;表5个;参49篇。
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